2024.7.11
― 高効率のシリコン太陽電池開発を目指して ―
学校法人 大阪産業大学
学校法人 東海大学
自然科学研究機構 核融合科学研究所
本研究成果は2024年6月27日（現地時間）に英国の物理学会誌「Journal of Physics D: Applied Physics」にオンライン公開されました。
大阪産業大学の草場光博 教授、卒業生 平井健太さん、田中朋世さん、堤大輔さん、東海大学/京都大学の橋田昌樹 教授、核融合科学研究所の坂上仁志 名誉教授らの研究グループが、ナノ秒紫外レーザーによりシリコン太陽電池表面に20 nm程度の先端を有するナノドット構造形成に成功しました。特にレーザーを融解閾値以下のフルエンス1）に調整し照射することで、回折限界2）よりもはるかに小さい大きさの構造（レーザー波長の1/12以下）を均一かつ高密度に材料表面に形成するレーザー超微細加工技術を開発しました。ナノドット構造をもつシリコン太陽電池は、①反射率を5％程度に低減、②構造の先端に圧縮応力を付与、③バンドギャップを高く制御できることから、量子閉じ込め効果によりシリコン太陽電池の高効率化を加速する技術として期待されます。本成果は、表面構造をもつシリコン太陽電池にレーザー超微細加工することで、これまで未解明とされてきたナノ微細構造形成メカニズムにおいて新しい知見を示しており、更に小さい構造を様々な固体材料に付与できる可能性を秘めています。本技術は、これまで実現が不可能とされてきた数十nmの加工サイズをレーザーにより実現する新しい技術であり、様々な固体に短時間に大面積に形成できることから最先端ものづくり技術としてSociety 5.0実現を最大化する強力なツールになると期待されます。
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